干细胞治疗脑瘫的临床试验进展
1970-01-01 08:00来源：人参果细胞网
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在许多国家，脑瘫是与终生残疾相关的儿童中最常见的疾病。临床研究表明，仅靠传统的物理疗法和康复疗法并不能治愈脑性瘫痪。干细胞移植是一种新兴疗法，由于干细胞具有再生和无限增殖能力，已应用于多种神经系统疾病的临床试验。
在这篇综述中，我们总结了这些临床试验的设计方案和结果。我们的研究结果揭示了纳入人群在人群特征、干细胞类型和剂量、给药方法和评估方法方面的巨大差异临床试验。此外，我们还评估了这些临床试验的安全性和有效性。我们期待我们的发现将推动干细胞治疗脑瘫临床试验的合理发展，为干细胞的临床应用做出贡献。
干细胞治疗脑瘫的临床试验数据检索
使用以下标准对PubMed和ClinicalTrials数据库进行了1971年至2020年脑瘫研究和临床试验的电子搜索：（（“干细胞”或（“脐带血”“脑瘫”）。根据标题、摘要或项目信息进一步筛选结果。截至2020年4月28日，在clinicaltrials.gov上注册的CP干细胞治疗临床试验仅有39项（附表1和2），其中18项已经完成。同时，一些临床试验未在clinicaltrials.gov上注册的也完成并提供了一些参考结果。我们在PubMed中以“脑瘫”、“脐带血”和“干细胞”为关键词进行了文献检索，文章类型仅限于“临床试验”。共检索到20篇文章（附表3）。检索到的试验在研究设计、纳入人群的年龄和类型、干细胞的亚型和剂量、给药方法和疗程方面存在差异。这些试验的评估工具也各不相同。这些临床试验中的大多数是样本量小的单臂研究，由于缺乏平行对照，难以进行比较评估。需要大样本随机对照试验来获得更可靠的临床数据。附表1已完成和招募的干细胞治疗脑瘫临床试验附表2：干细胞治疗脑瘫的其他临床试验附表3已发表的干细胞治疗脑瘫的临床试验干细胞移植治疗脑瘫的干细胞类型有哪些？尽管干细胞来源丰富，但这些临床试验中使用的干细胞主要来源于以下五种组织：骨髓、人脐带血（hUCB)/脐带(UC)，胎儿大脑，脂肪和外周血（图1）。这些组织产生的干细胞包括间充质干细胞(MSC)、总有核细胞、神经干细胞样细胞、CD133阳性富集骨髓祖细胞和单核细胞。图1：用于治疗脑瘫的干细胞类型注入人体的各种类型的干细胞不仅功能不同，而且来源也非常多样。其中，外周血、脐带和脂肪来源相对丰富，骨髓和胎脑来源较少。
在一些临床试验中，患者并非完全接受干细胞，而是接受含有干细胞的脐带血成分，这些治疗也显示出治疗效果。其中，hUCB/UC是最常见的干细胞来源，而骨髓是第二常见的来源。这两种来源都比较丰富，收集方法简单，伦理问题较少。在一些研究中，来源是自体来源，而在其他研究中，它们是同种异体来源。由于采集组织会对儿童造成很大的身心创伤，自体骨髓干细胞对于脑瘫患儿来说并不是一个好的选择。事实上，同种异体来源的干细胞都表现出低免疫原性，可有效避免免疫排斥反应。不同来源的干细胞具有不同的功效，但即使来自同一来源的干细胞在治疗期间的疗效也不同。刘等人比较了骨髓单核干细胞(BMMNCs)和骨髓间充质干细胞治疗小儿CP的疗效，发现骨髓间充质干细胞治疗脑瘫的效果优于BMMNCs。虽然神经干细胞被认为是治疗神经损伤的理想细胞，但很少有研究将这些细胞应用于CP治疗。胎儿很少有研究将这些细胞应用于CP治疗。胎儿很少有研究将这些细胞应用于CP治疗。胎儿大脑被认为是神经干细胞的最佳来源，但由于伦理问题，其使用存在争议，在中国仅被允许用于部分临床试验。外周血和脂肪是这些研究中最不常见的干细胞来源，尽管它们已越来越多地用作其他领域的细胞来源。外周血细胞治疗也显示出有效性，但脂肪来源的干细胞是否对CP患者有效仍有待研究。一起，目前的临床试验表明，无论干细胞的来源和类型如何，它们都显示出对CP的治疗效果。然而，需要进一步的临床试验来确定治疗CP最有效的干细胞类型。干细胞移植治疗脑瘫患者细胞输送的途径和方法患者特征这些研究中入选患者的年龄范围很大——最小的只有1个月大，最大的有32岁。老年患者的比例非常小，99%的病例年龄小于15岁，主要集中在1至10岁之间（附图1）。在一项双盲、随机、安慰剂对照试验中，研究人员发现，在10个月至10岁的儿童中，年龄较小的患者比年龄较大的儿童表现出更大的改善。需要更多的临床试验来阐明这种趋势是否适用于所有CP患者。除了年龄，CP的另一个重要方面是疾病分类。根据复杂病因引起的临床表现，CP可分为痉挛型、运动障碍型、共济失调型和混合型。尽管所有类型的患者都被纳入不同的临床试验，包括四肢瘫痪、双瘫、手足徐动症、偏瘫和低张性麻痹，但在众多类型的脑瘫中，研究人员似乎更倾向于研究痉挛性脑瘫患者（附加图2）。已有研究表明，不同类型脑瘫患者在接受干细胞治疗后会表现出不同的治疗效果疗法，但这仍需要通过更多的临床试验来证实。粗大运动障碍的严重程度和患者的性别似乎不是影响研究纳入的因素。给药途径参与干细胞临床试验的脑瘫患者可以通过多种方式接受干细胞移植（图2）。图2：脑瘫患者干细胞治疗的常见给药途径 患者接受干细胞治疗通常有四种途径——鞘内注射、静脉注射、鼻内注射和颅内注射。鼻内注射是无创的，而鞘内和静脉注射是中度侵入性的，但可能会引起一些不良事件。颅内是最具侵入性的，并且具有最多的副作用。
腰穿和静脉注射是最常见的给药途径，脑立体定向手术相对较少使用，而鼻腔给药从未见报道。目前正在进行一项临床试验，以评估各种给药途径的比较有效性(NCT03414697)。腰穿给药可以让药物通过脑脊液循环到达大脑，同样，研究人员发现干细胞也可以到达大脑直接通过这条路线。虽然鞘内给药会伴随一些副作用，但可以通过药物治疗改善或自行缓解。立体定向脑外科手术也允许干细胞直接进入大脑，比腰椎穿刺更具侵入性。立体定向手术的副作用比较严重，如侧脑室血管损伤，可能造成脑损伤，从而抵消干细胞的治疗效果。静脉注射也是干细胞的常见途径给药，但由于血脑屏障，只有一小部分干细胞可以进入脑实质。因此，大脑中外源性干细胞的再生和分化效率较低。尽管如此，这种给药方法已被证明具有一定的治疗效果，这可能是由以下因素介导的干细胞分泌的营养因子。鼻腔给药已在临床实践中使用多年，但对于干细胞来说是一种相对较新的方法治疗。一些研究人员在动物模型中采用了这种给药途径。临床前研究表明，干细胞通过筛板和嗅觉神经之间的神经周间隙进入大脑，从而绕过血脑屏障。鼻腔给药可以说是这些给药方式中侵入性最小的，如果也表现出更好的疗效，未来可以得到广泛应用。剂量和疗程目前，干细胞的剂量和移植尚无统一标准。在六项试验中，干细胞是根据千克体重注射的，而在其余研究中，患者被给予固定剂量的干细胞（附表3）。这些试验在剂量上有所不同，此外，来自同一来源的细胞并未以相同的剂量给药。在CP患儿中，干细胞的最大剂量为5.7±1.52×108 /kg外周血单个核细胞，而最小剂量为2×106嗅鞘细胞。研究表明，干细胞的剂量会影响治疗效果，剂量越高治疗效果越好。然而，过多的干细胞可能会对患者造成副作用。研究人员还希望通过优化给药时间来获得更好的治疗效果。干细胞移植的时间进程在研究中有所不同，干细胞输注的次数可能与给药途径有关。研究人员在使用立体定向脑时通常只进行一次给药外科手术。相比之下，当通过腰椎穿刺或静脉注射进行移植时，研究人员更有可能将干细胞给药2到4次，间隔从3-4天到6个月不等。值得注意的是，在5年的随访期内，接受最多干细胞注射的6岁中国女孩在16次静脉输注hUCB-MSCs后几乎完全康复。一项研究表明，通过比较移植时间不同的两组，干细胞疗法的疗效会随着时间的推移而降低。也许多次注射的策略可以让患者接受更多的干细胞，是最终治愈CP患者的有效解决方案。康复计划大多数患者在干细胞治疗前接受了至少3个月的康复治疗，但没有明显改善。CP的康复被认为是无效的，并且进展缓慢且旷日持久。尽管许多患者似乎在康复后经历了一些改善，例如肌肉张力和运动范围，但这些变化在康复停止后可能难以维持。尽管如此，一半的临床试验使用了干细胞的组合治疗和康复。大多数患者接受了6个月的康复治疗，一小部分患者接受了1年或2年计划，而最短的康复计划为10周。一些临床研究采用康复控制组来比较单纯康复与康复联合干细胞治疗的疗效。结果表明，接受干细胞治疗的患者与仅接受康复治疗的患者相比，治疗表现出显着改善。然而，需要进一步的研究来明确干细胞和康复的结合是否比单独的干细胞疗法具有更好的治疗效果。典型药物用于CP的典型药物治疗效果有限，通常需要重复给药才能维持疗效。干细胞疗法的好处可能是持久的。由于干细胞疗法对于脑瘫患儿尚处于临床试验阶段，为探索干细胞疗法的安全性和有效性，除非非常必要，否则患者在参与临床试验时会避免使用其他药物，以免影响评价。结果。此外，手术中使用的一些镇静剂本身具有肌肉松弛和镇痛作用，我们确实观察到术后第二天仍有持续性肌张力减退和肌力下降的患者临床试验，在此期间我们将避免客观评估，以免结果产生偏差。干细胞治疗脑瘫的安全性和有效性评估工具临床试验的评价包括安全性和有效性评价。安全性评价一般包括实验室检查、临床症状观察和不良事件监测。疗效评价主要分为量表评价和客观评价。临床医生通常还会根据国家具体情况实施其他量表，例如语言能力和沟通能力，由于文化和语言的差异，很难用统一的量表进行评估。此外，一些改进，由于缺乏评估量表，难以评估口腔运动技能、流涎和心理运动功能等方面的能力。因此，研究人员尝试以其他方式评估改进，包括脑MRI和正电子发射断层扫描-CT。不良事件在临床试验中，不良事件备受关注，并已记录在所有研究中（附表3）。虽然确实发生了一些严重的不良事件，但大多数是轻微的，可以通过药物治疗或自行解决。一些不良事件似乎与给药方法有关。总的来说，干细胞疗法相对安全，鼻腔给药可能是限制给药途径相关不良事件的良好选择。干细胞移植治疗脑瘫的功效粗大运动功能所有干细胞疗法都改善了粗大运动功能，但改善程度各不相同。粗大运动功能改善的评估主要包括卧翻、坐立、爬行、跪立、行走、跑跳等。所有来源的干细胞都可以治疗CP患者。Nguyen等人的研究显示，自体BMMNCs移植后6个月，患者卧、滚、坐明显改善，比例为100%，行走、跑、跳明显改善，比例为38%。在其他临床试验中观察到类似的结果使用源自骨髓的干细胞。hUCB/UC是干细胞的常见来源，对CP患者的粗大运动功能也有改善作用。在同种异体hUCB-MSC管理的研究中，CP儿童在2年的随访中表现出粗大运动能力的巨大变化。胎儿脑源性干细胞，包括神经祖细胞和嗅鞘细胞，也被证明可以改善粗大运动功能。外周血是干细胞的丰富来源，近年来越来越多地被使用，但很少用于CP患者。Rah等人的一项研究表明，在外周血单核细胞移植后，57名CP患者中有42.6%的粗大运动功能总体改善，尽管粗大运动功能分期没有观察到变化。尽管一项荟萃分析表明MSC可能是改善粗大运动功能的最佳干细胞，但仍需要随机对照试验来证实。精细运动功能与显着的粗大运动功能改善相比，精细运动的变化并不普遍。尽管来自所有来源的干细胞都改善了精细运动功能，但并非在所有临床试验中都观察到这种效果。只有少数临床试验报告了精细运动的改善。例如，来自胎儿大脑的神经祖细胞可以改善手部运动、捏住微小物体和手眼协调能力，约10名双瘫CP患者在自体BMMNC移植后表现出更好的远端手部运动，还有一名男孩的手在接受人类UC-MSC移植后，功能评级在手动能力分类量表中从3级提高到2级。肌张力肌肉紧张是许多CP患者的常见问题。肌张力障碍导致患者无法完成许多动作。在一些临床试验中已报告肌肉张力下降。阮等观察到改良Ashworth评分从3.4下降到2.0，另一项研究报告移植后肌肉痉挛从3.8下降到2.1。几乎所有CP患者在干细胞疗法的临床试验中都表现出肌张力变化。然而，在来自hUCB/UC或外周血的干细胞治疗中尚未见肌张力变化的报道；然而，只有一份关于后者的报告。尽管如此，骨髓和胎儿大脑-衍生的干细胞在改善肌肉张力方面可能比hUCB/UC衍生的干细胞具有一些优势。认知力多项临床试验均报告了干细胞疗法可改善认知能力。一些研究报告称，骨髓干细胞移植可改善认知能力，而其他人则没有。hUCB/UC衍生的干细胞疗法也发现了类似的现象。虽然目前对胎儿大脑干细胞的研究很少,据报道认知能力显着提高。可能是因为外周血干细胞的使用频率较低，目前还没有认知功能改善的报道。其他的除了上述症状外，临床试验中还报告了许多其他改善。语言能力增强是干细胞移植后的常见发现。其他改进，例如自立和社会适应能力、视力、流涎以及情绪和身体健康在一些临床试验中也观察到。其中一些变化是用量表评估的，而另一些则不能。这使得无法对这些变化进行显着性分析。干细胞带来的改善是多方面的，评估方面仍然存在挑战。干细胞治疗脑瘫有效性的机制众所周知，干细胞具有分化的能力，在适当的条件下，可以成为人体内任何类型的细胞。干细胞还具有无限增殖的能力。干细胞已应用于多种神经系统疾病的临床研究，对许多药物无法解决的疾病显示出良好的治疗效果和安全性。临床前研究表明，干细胞还具有免疫调节作用，并且可以分泌细胞因子。因此，干细胞治疗效果的机制CP的治疗可能涉及以下内容：干细胞进入后可以分化为神经元和神经胶质细胞，例如星形胶质细胞，并替换受损细胞，然后与其他神经细胞重新建立联系。干细胞分泌多种细胞因子调节炎症反应，保证神经元的存活并促进血管生成。此外，外源性干细胞也可以诱导和加速内源性修复。干细胞治疗脑瘫未来应用面临的挑战随着临床研究数量的增加，干细胞有望在不久的将来陆续上市，为CP的治疗带来新的选择。然而，仍有许多问题需要解决。目前临床试验的随访观察期普遍较短，干细胞治疗的长期安全性和有效性仍有待充分评估。很明显，所有类型的干细胞都对CP具有治疗作用。然而，由于临床试验的剂量、来源和给药途径不同，目前很难确定CP患者的最佳候选药物。临床试验CP的治疗目前主要在低龄儿童身上进行，但随着医疗水平的提高，许多CP患儿得以存活，而干细胞是否能治愈仍是一个未知数。治疗还可以改善老年患者的症状。参考资料：
吕中岳1,2,#;李颖1,2,#;刘晶博士1,2,*.脑瘫干细胞治疗临床试验进展。神经再生研究16(7):p1377-1382，2021年7月。DOI：10.4103/1673-5374.300979
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